模拟粗粒化大分子液体动力学重标度的第一性原理方法
软凝聚态物质
2015-05-27 v1
摘要
我们详细推导并测试了重标度粗粒化聚合物熔体介观模拟动力学的方法（I. Y. Lyubimov 等人，J. Chem. Phys. \textbf{132}, 11876, 2010）。从第一性原理 Liouville 方程出发，应用 Mori-Zwanzig 投影算子技术，我们推导了液体粗粒化表示的广义 Langevin 方程（GLE）。投影算子中选定的慢变量定义了粗粒化的长度尺度。每个聚合物在两个粗粒化层次上表示：单体层次为珠-弹簧模型，分子层次为软胶体。在质心遵循布朗运动且内部动力学完全弛豫的长时域中，这两种描述必须等价。通过强制执行这一形式关系，我们从 GLE 推导出应用于粗粒化表示中动力学数据的解析重标度因子，以恢复单体描述。熵变和摩擦变化是需要考虑的两个修正项，以补偿粗粒化对聚合物动力学的影响。粗粒化表示中记忆函数的求解提供了摩擦系数的动力学重标度。内部自由度的计算提供了粗粒化引起熵变的修正。由此产生的重标度形式是粗粒化模型和所模拟系统热力学参数的函数。通过应用我们的重标度方法，从聚乙烯（表示为软胶体粒子）的介观模拟中获得的重标度动力学，与实验和模拟测量的平动扩散数据吻合良好。所提出的方法用于预测新型聚乙烯样品的自扩散系数。
引用
@article{arxiv.1103.3047,
title = {A First Principle Approach to Rescale the Dynamics of Simulated Coarse-Grained Macromolecular Liquids},
author = {I. Y. Lyubimov and M. G. Guenza},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.3047},
year = {2015}
}
备注
21 pages, 6 figures, 6 tables. Submitted to Phys. Rev. E